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Konvergenzradius Laurentreihe von sqrt(z^2+1)

Universität / Fachhochschule

Komplexe Analysis

Tags: Komplexe Analysis, Konvergenzradius

 
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Marcell025

Marcell025 aktiv_icon

20:52 Uhr, 26.09.2018

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Ich weiss gerade nicht wie ich an folgendes Problem herangehen muss:
Ich suche alle z für welche die Reihe von z2+1 noch konvergiert..
Der Assistent hat mir erzählt, dass die Funktion Singularitäten bei ±i hat. Wieso ist dies so?
Die Funktion ist doch in 0 definiert: 0=0.

Er hat auch noch etwas von einem Schnitt gesagt, der entlang der imaginären Achse sein soll...
Ich verstehe aber nicht, wieso der Schnitt nicht entlang der negativen reellen Achse ist...

Die Lösung der Aufgabe ist übrigens |z|<1
Aber wie ich darauf komme, verstehe ich leider nicht...

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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abakus

abakus

20:59 Uhr, 26.09.2018

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Wie sieht denn konkret "die Reihe von z²+1" aus und um welchen Entwicklungspunkt geht es?
Marcell025

Marcell025 aktiv_icon

19:48 Uhr, 27.09.2018

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Sorry, das hab ich vergessen zu erwähnen. Es geht um die Entwicklung um z=0.
Die gestellte Frage ist: "Wie gross darf z sein, damit die Reihe noch konvergiert?"
Antwort
abakus

abakus

20:21 Uhr, 27.09.2018

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Schön. Bleibt nur noch die Frage, wie denn die Reihenentwicklung um z=0 konkret aussieht?
Wenn du die hast, gibt es dann so eine Formel für den Konvergenzradius.
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ermanus

ermanus aktiv_icon

10:36 Uhr, 28.09.2018

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Hallo,
die Taylorentwicklung von z2+1 um z=0 herum ist
recht mühsam, da man die Gesetzmäßigkeit der Koeffizienten eher nicht
durchschaut. Aber du könntest dir mit der Binoamialreihe für
(1+x)12 eine schöne Potenzreihe verschaffen und in dieser
x=z2 einsetzen.
Gruß ermanus
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ermanus

ermanus aktiv_icon

15:38 Uhr, 29.09.2018

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Hallo,
hier ein paar Erläuterungen zu dem, was dir der Assistent erzählt hat:
warum ist 0 eine Singularität für z?
Klar: 0 ist kein Pol, sondern liefert den "anständigen" Wert 0=0.
Aber: z ist in 0 nicht einmal reell differenzierbar
(senkrechte Tangente). Also kann man zu z in z=0 keine
Taylorentwicklung machen. Die Funktion ist dort nicht "analytisch" (
= "holomorph"). In diesem Sinne ist 0 eine Singularität, obwohl kein
Pol und auch keine "wesentliche" Singularität vorliegt.
Hier haben wir einen "Verzweigungspunkt" der Wurzelfunktion vor uns.
Was dies bedeutet, kann man eigentlich erst verstehen, wenn man ein
bisschen mehr über Riemannsche Flächen weiß.
Eine komplexe Potenzreihe ist soweit konvergent, wie sie nicht an
ein "Hindernis" stößt. Die Hindernisse sind die Singularitäten.
In unserem Falle sind das die z-Werte, in denen der Radikand z2+1=0
wird, also die Punkte z=±i.
Entwickelt man nun z2+1 um 0 herum in eine Potenzreihe,
so kann der Konvergenzkreis nicht über diese beiden Singularitäten hinaus,
d.h. der Konvergenzradius ist =1.
Ich nehme an, dass es das war, was der Assistent dir mitteilen wollte.
Gruß ermanus
Frage beantwortet
Marcell025

Marcell025 aktiv_icon

15:52 Uhr, 29.09.2018

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Nun ist alles klar! Vielen Dank für die Antworten.